人行天桥用6082铝合金厚壁型材热处理工艺研究

王 俊，卢有庆，曹 宇

（1.南南铝业股份有限公司，广西 南宁 530299；2.梧州学院机械与材料工程学院，广西 梧州 543002）

人行天桥旨在实现人车分流、提高车辆的运行速度、改善交通拥挤状况［1］。铝制人行天桥具有维护成本较低及可循环利用等优点，使其在人行天桥方面的应用成为一种趋势。然而，人行天桥用铝合金型材要求较高的力学性能及优良的焊接性能。6082合金属于Al-Mg-Si系列合金，具有中等强度、良好的焊接性能及耐蚀性［2～4］。试验就人行天桥用6082铝合金厚壁型材（壁厚≥6 mm）的生产工艺进行研究，重点研究固溶时间及停放时间（固溶后至时效前停留时间）对合金性能的影响。

1 试验材料及方法

1.1 试验材料

试验材料为6082铝合金挤压型材，其合金成分见表1，试验用型材截面如图1所示。

表1 6082合金化学成分 %

图1 型材截面图（单位：mm）

1.2 试验方法

根据Al-Mg-Si系合金相图以及相关文献可知［5］，6082铝合金的过烧敏感温度在580℃附近，考虑到装备精度及成分对过烧温度的影响，遂设定固溶温度为560℃，时效制度为175℃／8 h［6］。本试验固溶温度为560℃，分别保温10 min、30 min和60 min。在研究停放时间对合金性能的影响时，从实际生产条件出发，分别停留4 h、8 h、12 h、16 h和20 h。试验样拉伸经加工后在万能试验机上进行，硬度采用维氏硬度计进行表征。

2 试验结果及分析

2.1 固溶时间对合金性能的影响

不同固溶时间下合金性能如图2所示。从图2可以看出，经不同固溶时间处理后合金硬度值、屈服强度（Rm）及抗拉强度（Rp0.2）均随时间的延长呈先增后减的趋势，在固溶30 min时达到最大值。延伸率（A50mm）则与强度变化规律相反，在30 min时达到最小值。这是由于随着固溶时间增加，大量Mg2Si回溶至基体，在时效过程中弥散析出，使得合金强度随时间的延长而增加。然而，延长固溶保温时间也会致使晶粒长大［7］，从而使得力学性能下降。晶粒尺寸和Mg2Si的回溶程度共同决定了时效后合金性能，这使得合金性能先增后减。所以，试验样品合金最佳固溶制度为560℃／30 min。

图2 不同固溶时间下合金性能

2.2 停放时间对合金性能的影响

不同停放时间对合金性能的影响如图3所示，从图3可以看出，随停放时间的延长合金性能呈先降低后增加的趋势。停放时间为小于8 h时，合金性能变化不大，屈服强度为315 MPa，抗拉强度为345 MPa，延伸率为19%左右。当停放时间为8～16 h时合金性能出现明显下降，在停放时间为12 h时达到低谷，屈服强度为293 MPa，抗拉强度为323 MPa，延伸率为17.3%。随着停放时间进一步延长，合金性能逐步回升。所以，在实际生产过程中应避免淬火后，在8～16 h内进行时效。

图3 不同停放时间后合金性能

2.3 产品力学性能

针对前期的试验数据，选择在热处理制度为560℃／30 min+175℃／8 h进行试制生产，跟踪数据结果见表2，从表2可以看出该批样品力学性能均满足使用要求（屈服强度≥260 MPa，抗拉强度≥310 MPa，延伸率≥10%）。且其屈强比较低，具有较好的可靠性。

表2 产品力学性能数据

3 结 论

1.6082铝合金挤压天桥型材最佳热处理工艺：固溶温度560℃，保温时间30 min；时效温度175℃，时效时间8 h。

2.6082铝合金挤压天桥型材在最佳热处理工艺条件下，屈服强度最高达到328 MPa，抗拉强度最高达到381 MPa，延伸率最高达到25.4%。

3.6082铝合金挤压天桥型材为保证最终获得优良力学性能，固溶至时效间停放时间应避开8～16 h。